壳聚糖复合微球的制备及其对F-的吸附

以活性炭、氧化铝和硫酸铝为包合物制备了壳聚糖复合微球。通过对吸附时间、温度、包合物吸附剂等相关因素,考察了壳聚糖复合微球对含氟水的处理效果,结果表明Al2(SO4)3-活性炭-壳聚糖复合微球除氟的效果最佳。该复合微球在29．0℃处理8min后,对F^-的吸附率高达99．28％,用稀碱液淋洗可实现对复合微球的再生,脱洗率达93．69％。     

羟基磷灰石微球的制备及废水除氟性能评价

以壳聚糖为模板,通过反向乳液聚合制备得到羟基磷灰石微球（CTS-HAP）,在利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、红外光谱（FT-IR）对改性和吸附前后微球进行微观分析基础上,测定其在氟化钠溶液中的平衡吸附量为17.8 mg/g（吸附pH=4）,微球对氟离子吸附符合多层分子吸附模型——Freundlich模型。针对氟离子质量浓度为2 789.2 mg/L、pH为1.7的酸性高含氟废水,设计二阶段除氟。初步除氟阶段氢氧化钙用量为10 864 mg/L,剩余氟离子质量浓度为200.6 mg/L,去除率为92.81%;深度除氟采用CTS-HAP微球吸附法,CTS-HAP微球用量为24 g/L,去除率为95.2%,满足处理后废水氟离子浓度要求。     

Static and dynamic adsorption of fluoride using La(Ⅲ)-loaded chitosan beads crosslinked with EGDE

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂（CEB-La）。研究了CEB-La对F^-的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明：该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60 min、振荡频率120 r·min^-1;当CEB-La用量3 g·L^-1时,对浓度10 mg·L^-1含氟水的除氟率可达92.9%;CEB-La对F^-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,饱和吸附容量为25.7 mg·g^-1;拟二级动力学方程能较好地描述CEB-La对F^-的吸附动力学过程;CEB-La吸附饱和后,经NaOH溶液处理后再与镧离子螯合,可有效再生;共存阴离子特别是CO ^{2 -}₃ 和HCO^-₃对CEB-La的除氟性能有不利影响。动态吸附实验结果表明：进水流量3 ml·min^-1时,CEB-La适于处理F^-浓度2～15 mg·L^-1的含氟水;利用Thomas模型可较好地描述CEB-La对F^-的动态吸附特征,动态饱和吸附容量为3.67 mg·g^-1。因此,CEB-La的除氟性能优越,再生方法简单,使用成本较低,具有较好的应用前景。     

羟基磷灰石去除煤矿矿井水氟化物工艺研究及参数优化

针对煤矿矿井水中氟含量超标的问题,采用3种粒径的羟基磷灰石开展连续除氟实验,探讨了羟基磷灰石投加量、进水流量、进水pH、吸附时间及再生次数对矿井水除氟效果的影响。结果发现,羟基磷灰石可用于矿井水深度除氟,其除氟过程为一级反应过程,粒径3μm~5μm的羟基磷灰石除氟效果最好,当羟基磷灰石投加量为100 g、进水流量为0.8 L/h、进水pH=7.53、吸附时间≤60 h时,矿井水出水氟质量浓度能降至≤1 mg/L。     

粉煤灰基地质聚合物微球吸附水中铜（Ⅱ）的研究

以粉煤灰为原料,以氢氧化钾溶液为碱激发剂,将二者按照优化配比（氧化钾与氧化铝物质的量比为1.5、水与氧化钠物质的量比为18）混合均匀后,采用悬浮固化法制备粉煤灰基地质聚合物微球,将微球用于吸附含铜废水中的铜（Ⅱ）。通过X射线衍射（XRD）仪、比表面积与孔径分析仪、BT-99型水质分析仪对微球进行了表征,探究了吸附时间、微球用量、吸附温度、铜（Ⅱ）溶液pH、铜（Ⅱ）溶液质量浓度等因素对微球吸附铜（Ⅱ）的影响。结果表明,粉煤灰基地质聚合物微球较粉煤灰原料具有更大的孔径和比表面积,具有更好的对铜（Ⅱ）的吸附效果,在最优条件下[微球用量为0.20 g、溶液pH为5、铜（Ⅱ）初始质量浓度为100 mg/L、溶液体积为100 mL、吸附温度为40 ℃、吸附时间为24 h]微球对铜（Ⅱ）的吸附量为45.62 mg/g、去除率达到91.46%,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

壳聚糖微球的制备及其对酸性染料的吸附性能

以壳聚糖（CS）为原料、多聚磷酸钠（TPP）和环氧氯丙烷（ECH）为交联剂,采用滴加成球法制备得到改性壳聚糖微球。研究微球对模拟兰纳洒脱酱红B（ABB）和尼龙山黄N-3RL（NYN）两种酸性染料废水的吸附性能。在染料废水初始质量浓度为100 mg/L、体积为50 mL的条件下,微球对两种染料废水的最佳吸附条件：微球粒径为0.5 mm,加入量为20.0 mg,吸附时间为16 h,pH值为3,振荡速率为150 r/min,ABB废水温度为20℃,NYN废水温度为 30～50 ℃。在最佳的吸附条件下,微球对ABB和NYN的吸附与Freundlich方程和Langmuir方程均有很好的关联,最大吸附量分别达到714.29 mg/g和769.23 mg/g,比普通壳聚糖对两种染料的最大吸附量分别提高443.99 mg/g、102.53 mg/g。对吸附饱和后的壳聚糖微球,用0.01 mol/L的NaOH溶液进行解吸,再生率分别达到99.08%和99.35%,可以重复利用,节省脱色成本。     

改性活性氧化铝除氟性能研究

通过静态实验,研究了改性活性氧化铝(MAA)对F-的吸附性能,考察了吸附时间、改性活性氧化铝的用量对除氟性能的影响,并与新型除氟树脂的除氟性能进行了比较.研究结果表明:活性氧化铝的用量为4 g时,除氟效率最高,为94.57%;活性氧化铝与含氟水的最佳接触时间为3 h;MAA在较低用量(＜4 g)时,除氟效率不如除氟树脂高,但是在较高用量(≥4 g)下,MAA则高于树脂的除氟效率.     

壳聚糖交联微球对水中镍离子的吸附性能

以戊二醛为交联剂,采用反相悬浮法合成了壳聚糖交联微球,研究了该微球对Ni2+的吸附性能及其重复使用性。结果表明,壳聚糖交联微球对Ni2+的吸附条件是25℃时,p H 7.0,在50 m L质量浓度为300 mg/L Ni2+溶液中,投加0.05 g吸附剂,吸附2 h,吸附量为45.65 mg/g。该微球经0.1 mol/L盐酸解吸后可再生,重复使用7次,吸附量仍可达原来的81.9%。微球良好的再生性显著降低了处理成本,提高了处理效果,减少了二次污染。     

交联壳聚糖复合微球对F-的吸附性能研究

以壳聚糖(CTS)包合氧化铝经戊二醛交联反应制备了复合微球作为氟离子吸附剂。主要研究了复合微球对F-的吸附模型和吸附动力学,并考察了再生次数对吸附容量的影响。结果表明复合微球对F-有很强的吸附作用和较快的吸附速率;吸附行为符合Freundlich模型,为吸热过程,吸附表观活化能△E=53.71kJ/mol;复合微球经碱液洗脱再生后能够多次使用。     

淀粉/二氧化硅微球对水中重金属离子的吸附性能

利用土豆淀粉、玉米淀粉、正硅酸乙酯为原料,氨水为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备了淀粉/二氧化硅复合微球,研究了该复合微球对水中铅离子的吸附性能。结果表明,在弱碱性条件下,淀粉/二氧化硅复合微球对水中铅离子表现出良好的吸附性能,其对铅离子的吸附行为符合Langmuir模型和Freundlich模型,对铅离子的饱和吸附量为31.34 mg/g。动力学研究表明,淀粉/二氧化硅复合微球对铅离子的吸附符合拟二级动力学模型,在淀粉/二氧化硅复合微球的活性点上的化学反应为吸附控制步骤。     

改性纤维素微球的制备及其对Pb2＋吸附性能的研究

利用绿色环保的碱／尿素／水溶剂体系直接制备纤维素溶液共混聚乙烯亚胺（PEI）,然后通过高压静电法制备再生纤维素微球,并与戊二醛交联固定化,制备了复合型吸附材料。借助吸附动力学和吸附等温方程研究了改性纤维素微球对Pb2＋的吸附性能,结果表明改性纤维素微球对Pb2＋具有较好的吸附容量达到9．46mg／g,相比空白微球提高50％以上,并且吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温方程。     

松香基表面活性剂调控制备NiO纳米微球及其吸附刚果红

通过天然产物松香制备松香基表面活性剂，利用该表面活性剂调控晶体生长制备出多级Ni(OH)₂纳米结构，并进一步制备成NiO微球。通过FT-IR、NMR、XRD、SEM、TEM等表征确定了NiO的形貌及结构，通过BET等表征测试确定了其为多级多孔的结构。FT-IR、UV研究表明该多级纳米NiO对刚果红具有极高的吸附能力，其最大吸附量为657.89 mg/g，远优于商业NiO(337.18 mg/g)。研究结果表明：在pH值3，质量浓度为50 mg/L刚果红20 mL，吸附剂NiO适宜质量为16.8 mg时，吸附10 min达到平衡，平衡吸附量为50 mg/g。NiO对刚果红的吸附更符合Freundlich模型，吸附容易进行，吸附是吸热过程；吸附动力学符合准二级动力学方程，吸附过程以化学吸附为主。循环5次使用后吸附效率没有明显减弱，对刚果红去除率保持98%。     

Zeolite X/chitosan hybrid microspheres and their adsorption properties for Cu(II) ions in aqueous solutions

The preparation of zeolite X/chitosan (CS) hybrid microspheres for efficient removal of Cu(II) ions by an impregnation-gelation-hydrothermal synthesis technique is reported here. Characterizations by various techniques indicate that the microspheres show porous structures and intimate interaction between zeolite and CS. The adsorption experiments are performed to evaluate the adsorption capacity of zeolite X/CS hybrid microspheres and comparisons are made with binderless zeolite X microspheres, pure CS microspheres and mechanical mixed zeolite X/CS microspheres. The effects of Cu(II) solution concentration and the pH are investigated. The results indicate that zeolite X/CS hybrid microspheres with the zeolite content of 60 wt% show the highest adsorption capacity, which is 90 mg/g at the initial Cu(II) concentration of 10 mg/L and 150.4 mg/g at Cu(II) concentration of 500 mg/L. The adsorption capacity increases with increasing initial pH and reaches a maximum at pH 5.5 in the range of 0–6.0. The equilibrium adsorption data are well described by the Langmuir isotherm model, exhibiting a maximum adsorption capacity of 152.0 mg/g, and the kinetic data are well fitted with the pseudo-second-order equation. Complete removal of Cu(II) ions can be obtained even at very low concentrations. The microspheres show high adsorption capacity and efficiency for Cu(II) ions, exhibiting potential practical application in the treatment of water pollution of heavy metal ions.     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

壳聚糖固化单宁微球的制备及其吸附性能

5 g单宁酸与10 g壳聚糖微球在100 mL pH=7的溶液中反应6 h,再用0.06 mol/L环氧氯丙烷在pH=10,50℃反应4 h制得壳聚糖固化单宁微球,每克壳聚糖微球固载单宁量为0.27 g。采用扫描电镜和红外光谱对微球进行了表征,考察了微球的溶胀性能及对金属离子的吸附性能。研究表明,通过此法制得的壳聚糖固化单宁微球具有表面粗糙,内部疏松多孔的结构。与壳聚糖微球相比,壳聚糖固化单宁微球在溶液中的溶胀性减小,在pH=5及9时,分别减小了63%和50%。对金属离子的吸附容量增大,对Cd2+的吸附容量从0.6 mmol/g提高到2.2 mmol/g,提高了2.66倍。     

Application of superporous magnetic cationic cryogels for persistent chromate (toxic chromate and dichromate) uptake from aqueous environments

Poly((3‐Acrylamidopropyl)trimethylammonium chloride) (p(APTMACl)) cryogels were prepared with cryopolymerization technique and employed for the removal of toxic chromate and dichromate anions from aqueous media. The maximum adsorption capacities of 94 mg/g and 135 mg/g for chromate and dichromate anions, respectively, were determined with the application of the Langmuir isotherm. These values are very close to the experimental values of about 77 and 128 mg/g from 100 mL, 100 ppm chromate, and dichromate solutions using 0.03 g cryogel. The removal efficiency of chromate and dichromate anions were increased with the increase in the amount of cryogel and the removal percentage of chromate and dichromate toxic anions were estimated as 99.21 and 93.61%, respectively, for 0.15 g of p(APTMACl) cryogels used in 100 mL, 100 ppm chromate, and dichromate solutions. Furthermore, magnetic p(APTMACl) cryogels were also prepared and used in the removal of chromate and dichromate, and the maximum adsorption capacities were 30 mg/g and 40 mg/g, respectively. Additionally, the adsorption of these anions were investigated from different media such as drinking water, tap water, seawater, and creek water; and the maximum adsorption amounts in drinking water were 65.5 ± 15, and 125.5 ± 11 mg/g for chromate and dichromate anions, respectively. The reusability of p(APTMACl) cryogels for the removal of chromate and dichromate anions was also investigated, and it was found that the adsorption capacity for chromate anions decreased to 71.23 ± 4.3 from 97.37 ± 4.5 mg/g, whereas the adsorption capacity of dichromate anions only decreased to 123.69 ± 3.5 mg/g from 129.9 ± 7 mg/g at the end of five adsorption‐desorption cycles. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43438.     

羧甲基壳聚糖微球对曙红Y的吸附研究

以壳聚糖粉末为原料,戊二醛进行交联、羧甲基化,制得羧甲基壳聚糖微球。采用SEM对壳聚糖微球的形貌、大小进行了表征,研究羧甲基壳聚糖微球对曙红Y的吸附性能。探讨吸附剂用量、吸附时间、曙红Y的初始浓度、pH、温度对脱色率的影响,研究吸附等温曲线和动力学方程。实验结果表明,曙红Y初始浓度增加时,吸附量也增加,直到吸附饱和,羧甲基壳聚糖的饱和吸附量为75 mg/g;相同条件下,吸附剂用量增加时,平衡吸附量减小,去除率增加。298 K,吸附剂投加量为1 g,pH=7.0,吸附时间为40 min时,初始浓度为560 mg/L的曙红Y染料的去除率可以达到90%以上。符合Langmuir等温方程和二级吸附动力学方程。     

生物质炭改性微球去除化工废水中无机磷的性能研究

我国化工废水排放量巨大，其中含有的无机磷会导致淡水富营养化。选用来源广泛且环境友好的海藻酸钠为载体，微波一步热解活化法制得的高比表面积甘蔗渣生物炭为添加剂，氯化铁溶液为交联剂，通过溶胶凝胶法和包埋法制备了SA-Fe、SA-C-Fe和SA-C-Fe(C)三种吸附材料，并用其进行了无机磷的去除实验。研究发现三种材料的吸附过程均符合准二级动力学模型，其中SA-Fe和SA-C-Fe的吸附过程符合Langmuir等温模型，其对无机磷的最大吸附量分别为53.79 mg/g和78.75 mg/g；SA-C-Fe(C)对无机磷的吸附过程符合Langmuir-Freundlich等温吸附模型。SA-C-Fe材料吸附无机磷过程存在配体交换、静电吸引和表面沉积三种吸附机制，吸附容量最高；SA-C-Fe(C)微球经过碳化后，羟基官能团数量减少，配体交换作用减弱，且形成了铁氧化物沉积层，吸附容量最低。